正常的(normal)和反常塞曼效應(anomalous zeeman effect)的區別

關鍵區別——正常與異常塞曼效應

1896年，荷蘭物理學家Pieter Zeeman觀察到氯化鈉中原子發射的光譜線在強磁場中的分裂。這一現象的最簡單形式被稱為正常塞曼效應。後來隨著H.A.Lorentz提出的電子理論的引入，人們對這種效應有了很好的理解。1925年，隨著電子自旋的發現，反常塞曼效應被發現。放置在磁場中的原子發射的光譜線的分裂通常稱為塞曼效應。在正常塞曼效應中，線分裂成三條線，而在反常塞曼效應中，分裂更為複雜。這就是正常塞曼效應和反常塞曼效應之間的關鍵區別。

什麼是正常塞曼效應(normal zeeman effect)？

正態塞曼效應是在垂直於外加磁場的方向上觀察到的譜線在磁場中分裂成三個分量的現象。這種效應是用經典物理學的基礎來解釋的。在正常塞曼效應中，只考慮軌道角動量。在這種情況下，自旋角動量為零。正常塞曼效應只對原子中單重態之間的躍遷有效。產生正常塞曼效應的元素包括氦、鋅、鎘、汞等。

什麼是反常塞曼效應(anomalous zeeman effect)？

反常塞曼效應是在垂直於磁場的方向觀察時，譜線分裂成四個或更多個分量的現象。這種效應與普通塞曼效應不同，更為複雜，因此可以用量子力學的基礎來解釋。具有自旋角動量的原子表現出反常的塞曼效應。Na、Cr等是顯示這種效應的元素來源。

圖01：正常和異常塞曼效應

正常的(normal)和反常塞曼效應(anomalous zeeman effect)的區別

正常與反常塞曼效應
在磁場中原子的光譜線分裂成三條線，稱為正常塞曼效應。	在磁場中，原子的譜線分裂成四條或更多條線，稱為反常塞曼效應。
依據
這是用經典物理學的基礎來解釋的。	這是由量子力學的基礎來理解的。
磁動量
磁矩是由軌道角動量引起的。	磁矩是由軌道和非零自旋角動量引起的
元素
鈣、銅、鋅和鎘是一些顯示這種作用的元素。	鈉和鉻是兩種顯示這種效果的元素

總結 - 正常的(normal) vs. 反常塞曼效應(anomalous zeeman effect)

正態塞曼效應和反常塞曼效應是解釋原子譜線在磁場中分裂的兩種現象。塞曼效應最早由皮爾特·塞曼於1896年提出。正常的塞曼效應是由於軌道角動量把譜線分成三條線。反常的塞曼效應是由於非零自旋角動量，造成四個或更多譜線分裂。由此可以得出結論：除了軌道角動量外，反常塞曼效應實際上是外加自旋奇異動量的正常塞曼效應。因此，正常塞曼效應和反常塞曼效應之間只有細微差別。